BAB
1 ATMOSFER BUMI
A
tmosfer Bumi berperan dalam menjaga bumi agar tetap layak huni. Dengan keberadaan atmosfer, suhu Bumi tidak turun secara drastis di malam hari dan tidak memanas dengan cepat di siang hari. Atmosfer membuat ketersediaan air di Bumi lebih terjaga dan melindungi kita dari radiasi matahari. Selain itu, atmosfer menyediakan medium untuk menyebarkan gelombang bunyi dan radio ke segala bagian Bumi. Atmosfer bumi ibarat selimut yang melindungi bumi dan makhluk hidup yang tinggal di atasnya, dari serangan sinar-sinar kosmik, ultraviolet matahari dan partikel-partikel (material) luar angkasa. Utamanya Atmosfer bumi disusun oleh lapisan tipis gas-gas utamanya Nitrogen, N2, Oksigen, O2, dan sejumlah kecil gas-gas seperti uap air (H20) dan karbon dioksida (C02).
Komposisi Atmosfer Bumi
6
ATMOSFER BUMI
7
ATMOSFER BUMI
Struktur Vertikal Atmosfer Bumi Tekanan udara di atmosfer bumi semakin ke atas semakin berkurang. Tekanan udara berkurang karena kepadatan gas di atmosfer semakin ke atas juga semakin kecil. Tekanan udara standar pada muka laut adalah 1013,25 hPa. Secara vertikal, suhu udara di atmosfer tidak berubah secara konstan. Pada troposfer, suhu udara menurun sesuai ketinggian. Namun pada stratosfer, semakin ke atas suhu semakin naik, lalu kemudian menurun lagi di mesosfer. Pada termosfer, suhu udara kembali naik sesuai ketinggiannya.
Perubahan Tekanan Udara Tekanan udara di atmosfer berkurang secara eksponensial seiring bertambahnya ketinggian. Tekanan udara diukur dengan menggunakan barometer. Lebih dari 90% udara di atmosfer terkandung pada ketinggian 0 – 20 km di atas permukaan Bumi. Pengetahuan akan sifat-sifat atmosfer pada lapisan tekanan udara tertentu penting dalam kegiatan peramalan cuaca.
Perubahan Kerapatan Udara Sebagaimana tekanan udara, kerapatan udara juga mengecil secara eksponensial seiring bertambahnya ketinggian.
8
ATMOSFER BUMI
Perubahan Suhu Udara Perubahan suhu udara di atmosfer tidak sama untuk setiap lapisan. Di termosfer dan stratosfer suhu udara naik seiring bertambahnya ketinggian. Lapisan-lapisan antara (Tropopause, Stratopause, Mesopause) tidak memperlihatkan perubahan suhu.
9
ATMOSFER BUMI
Lapisan-lapisan Atmosfer Bumi Berdasarkan suhu udara, atmosfer bumi terbagi atas troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer. Setiap lapisan-lapisan tersebut dibatasi lapisan antara (tropopause, stratopause, mesopause, dan termopause). Berdasarkan bahan penyusun, atmosfer bumi terbagi atas heterosfer dan homosfer. Heterosfer adalah bagian atmosfer yang bahan penyusunnya memiliki komposisi berbeda-beda satu sama lain (termosfer dan eksosfer). Homosfer adalah bagian atmosfer yang komposisinya serupa (troposfer, stratosfer, troposfer). Ionosfer adalah lapisan atmosfer yang memiliki jumlah ion yang besar; letaknya > 60 km dari muka bumi (sebagian mesosfer, termosfer, dan eksosfer ).
Troposfer • • • • • •
Tempat terjadinya peristiwa cuaca. Penurunan suhu (lapse rate) rata-rata setiap kenaikan 1 km adalah 6.5oC. Dapat terjadi inversi di tempat dan kondisi tertentu. Inversi adalah kenaikan suhu seiring naiknya ketinggian. Survey cuaca di troposfer dilakukan dengan radiosonde (balon yang memuat peralatan cuaca). Kata ‘troposfer’ berasal dari kata Yunani ‘tropein’ yang berarti ‘berubah’. Paling tebal di ekuator, paling tipis di kutub. Selama musim panas ketebalan troposfer bertambah dan berkurang selama musim dingin.
Stratosfer • • •
Terjadi inversi secara umum. Inversi di troposfer menghalangi udara dari troposfer naik lebih tinggi lagi. Batasnya dengan troposfer dinamai tropopause. Di sana terjadi aliran angin yang kuat pada lintang subtropis, disebut arus jet. Inversi di troposfer disebabkan karena kandungan gas ozon yang tinggi di sana. Gas ozon menyerap energi dari sinar UV matahari.
Mesosfer • • •
Suhu udara di mesosfer turun seiring naiknya ketinggian. Pada bagian tertinggi mesosfer suhu udara -90oC. Komposisi udara sama seperti troposfer dan stratosfer, namun dengan jumlah molekul udara yang sangat sedikit. Karena jumlah molekul udara yang sedikit, maka tekanan udara di mesosfer sangat rendah.
Termosfer Dan Eksosfer • • • •
Jumlah molekul udara di termosfer sangat sedikit, satu buah molekul udara harus bergerak setidaknya satu km agar bisa menabrak molekul udara lainnya. Suhu udara di termosfer naik seiring bertambahnya ketinggian karena molekul O2 menyerap energi radiasi matahari. Suhu dapat naik hingga di atas 500oC. Kita tidak akan merasa panas di termosfer karena sangat sedikit molekul udara yang akan menabrak kulit dan memindahkan panasnya ke kita. Eksosfer adalah bagian terluar tempat molekul udara kabur dari atmosfer bumi . 10
ATMOSFER BUMI
Ionosfer • • • • •
Ionosfer adalah lapisan atmosfer dengan jumlah ion yang besar, letaknya >60 km di atas muka bumi (meliputi sebagian mesosfer, termosfer, eksosfer). Terdiri atas lapisan D (ketinggian 60 – 120 km), E (ketinggian 120 – 180 km), dan F ( ketinggian >180 km). Lapisan D hanya ada pada siang hari, dan menyerap sinyal radio AM. Lapisan E dan F berguna dalam pemantulan sinyal radio AM sehingga kita bisa mendengarkan siaran dari luar negeri di malam hari. Siaran radio FM tidak dipantulkan ionosfer.
Cuaca dan Iklim Cuaca merupakan kondisi atmosfer pada tempat dan waktu tertentu. Unsur-unsur cuaca: suhu udara, tekanan udara, kelembaban, awan, curahan, visibilitas, dan angin. Kondisi cuaca rata-rata dalam interval waktu yang relatif lama disebut iklim. Frekuensi kejadian-kejadian cuaca ekstrim dipergunakan untuk mengklasifikasikan iklim yang memiliki kondisi rata-rata hampir sama. Sebagai sebuah sistem yang dinamis, kondisi iklim bumi juga berubah-ubah selama ribuan tahun.
Citra Satelit untuk Penelitian Cuaca Citra satelit berguna untuk memonitor kejadian cuaca dari atas. Dengan citra satelit kita bisa melihat pola-pola dan karakteristik cuaca dengan lebih baik. Kita bisa menuangkan hasil pengamatan satelit menjadi sebuah peta cuaca. Dengan citra satelit kita bisa melihat pola-pola dan karakteristik cuaca dengan lebih baik. Kita bisa menuangkan hasil pengamatan satelit menjadi sebuah peta cuaca
11
